Какие процессы протекают на аноде и катоде? Как вычисляется ЭДС гальванического элемента
Вариант 8
1. Какие процессы протекают на аноде и катоде? Как вычисляется ЭДС гальванического элемента?
2. Вычислить ЭДС серебряно-цинкового гальванического элемента, если образующие его электроды погружены в растворы с концентрацией катиона 0,01 моль/л.
3. Для каких реакций можно использовать хлорную воду (Cl2) в качестве окислителя? Е0Cl2|Cl- =1,36 В.
a) 2F - 2ē = F2 E0 = +2,87 В
b) NO2- + H2O - 2ē = NO3- + 2H+ E0 = + 0,01 В
c) Mn2+ + 2H2O – 2ē = MnO2 + 4H+ E0 = +1,51 В
d) 2H2O - 2ē = H2O2 + 2H+ E0 = +1,74 В
e) H2S - 2ē = S + 2H+ E0 = -0,43 В
f) Zn - 2ē = Zn2+ E0 = -0,766 В
4. Чему равна концентрация ионов платины, если потенциал платинового электрода равен +1,38 В?
5. Анодом гальванического элемента является цинк. Подберите материал для катода элемента. Составьте схему гальванического элемента, уравнения анодного и катодного процессов, ионное и молекулярное уравнения реакции, происходящей при работе гальванического элемента.
Вариант 12
1. Чему равна ЭДС ГЭ в мВ Ag’|Ag+||Ag+|Ag’’, если [Ag]’= 10-5 моль/л, [Ag]’’=10-2 моль/л. Запишите процессы на электродах.
2. Написать уравнение электродных реакций и вычислить ЭДС гальванической пары для которой указаны концентрации ионов металла в растворе:
Ni|Ni2+||Pb2+|Pb,[Ni2+]=4·10-2 моль/л, а [Pb2+]=5·10-3 моль/л.
3. Даны стандартные окислительные потенциалы некоторых полуреакций:
Mn2+ + 4H2O=MnO4- + 8H+ + 5ē E0 = +1,52 В
Sn2+=Sn4+ + 2ē E0 = + 0,52 В
Укажите с помощью каких из перечисленных ниже растворов можно осуществить окисление Fe2+ до Fe3+: раствор KMnO4 в кислой среде; Раствор SnCl4. Напишите уравнение соответствующих окислительно-восстановительных реакций.
4. Вычислить концентрацию ионов H+ в растворе, в котором потенциал водородного электрода равен -236 мВ?
5. Составьте схему ГЭ, анодом которого является магний, погруженный в раствор MgCl2. Напишите уравнение полуреакций на аноде и на катоде, ионное и молекулярное уравнения реакций, происходящих в ГЭ.
Вариант 14
1. Дать характеристику элементу Вестона.
2. Определить ЭДС ГЭ:
А(-) Ag|AgNO3(0,001 М)||AgNO3(0,1 М)|Ag (+)K
В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого элемента?
3. Какие вещества можно восстановить сульфатом железа, если:
E0Fe2+|Fe3+ = +0,77 В.
a) Sn4+ + 2ē = Sn2+ E0 = 0,15 В
b) MnO4 + 5ē + 8H+ = Mn2+ + 8H2O E0 = +1,51 В
c) 2H+ + 2ē = H2 E0 = 0 В
d) Zn2+ + 2ē = Zn E0 = -0,76 В
e) Co3+ + 2ē = Co2+ E0 = +1,81 В
f) Br2 + 2ē = 2Br - E0 = +1,06 В
4. При какой концентрации ионов Pb2+ (моль/л) потенциал свинцового электрода, помещенного в раствор его соли составил -0,135 В.
5. Реакция, протекающая в ГЭ, выражается следующим ионным уравнением:
Al+Cr3+=Al3+ +Cr.
Составьте схему ГЭ и уравнения полуреакций, укажите окислитель и восстановитель в этой реакции.
Вариант 15
1. Какие электроды сравнения вы знаете?
2. Вычислить ЭДС гальванического элемента, образованного металлическим электродом в сочетании со стандартным водородным электродом Ag|Ag+,[Ag+]= 0,5 моль/л.
3. ГЭ состоит из стандартного водородного электрода ([H+]=1 моль/л) и электрода погруженного в раствор с pH=12 и pH=3. На каком электроде водород будет окисляться при работе элемента, а на каком – восстанавливаться? Рассчитать ЭДС элемента.
4. При какой концентрации ионов Cr3+ (моль/л) потенциал хромового электрода, помещенного в раствор его соли, составил -0,785 В?
5. Как изменится активность водородных ионов при уменьшении потенциала водородного электрода от нуля до -100 мВ?
Вариант 19
1. Какой электрод в ГЭ называется катодом? Какой процесс идет на катоде?
2. Вычислить ЭДС медно-кадмиевого ГЭ, в котором концентрация ионов Cd2+ составляет 0,8 моль/л, а ионов Cu2+ -0,01 моль/л.
3. Какие вещества можно восстановить иодидом калия, условия стандартные, Е0I2,I- = +0,53 В?
a) 2H+ + 2ē = H2 E0 = 0
b) Br2 + 2ē = 2Br - E0 = +1,06 В
c) O2 + 4ē + 4H+ = 2H2O E0 = +1,23 В
d) Cr3+ + ē = Cr2+ E0 = +0,408 В
e) Co3+ + ē = Co2+ E0 = +1,84 В
f) Zn2+ + 2ē = Zn E0 = -0,76 В
4. Гальваническая цепь составлена железом, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Fe2+, равной 0,001 моль/л, и медью, погруженной в раствор ее соли. Какой концентрации должен быть раствор соли меди, чтобы ЭДС цепи стала равной нулю.
5. Рассчитайте в мВ редоксопотенциал электрода Pt|Fe2+,Fe3+,[Fe3+]=0,1 моль/л, [Fe2+]=10-5 моль/л, Е0Fe2+|Fe3+ = +0,77 В.
Вариант 19
1. Какой электрод в ГЭ называется катодом? Какой процесс идет на катоде?
2. Вычислить ЭДС медно-кадмиевого ГЭ, в котором концентрация ионов Cd2+ составляет 0,8 моль/л, а ионов Cu2+ -0,01 моль/л.
3. Какие вещества можно восстановить иодидом калия, условия стандартные, Е0I2,I- = +0,53 В?
a) 2H+ + 2ē = H2 E0 = 0
b) Br2 + 2ē = 2Br - E0 = +1,06 В
c) O2 + 4ē + 4H+ = 2H2O E0 = +1,23 В
d) Cr3+ + ē = Cr2+ E0 = +0,408 В
e) Co3+ + ē = Co2+ E0 = +1,84 В
f) Zn2+ + 2ē = Zn E0 = -0,76 В
4. Гальваническая цепь составлена железом, погруженным в раствор его соли с концентрацией ионов Fe2+, равной 0,001 моль/л, и медью, погруженной в раствор ее соли. Какой концентрации должен быть раствор соли меди, чтобы ЭДС цепи стала равной нулю.
5. Рассчитайте в мВ редоксопотенциал электрода Pt|Fe2+,Fe3+,[Fe3+]=0,1 моль/л, [Fe2+]=10-5 моль/л, Е0Fe2+|Fe3+ = +0,77 В.
Вариант 23
1. Каким из предлагаемых способов можно увеличить ЭДС ГЭ
Pt,H2|HCl (C1)||HCl (C2)|H2,Pt
a) уменьшить концентрацию HCl у катода;
b) уменьшить концентрацию HCl у анода;
c) увеличить концентрацию HCl у анода;
d) увеличить концентрацию HCl у катода.
2. Вычислить ЭДС ГЭ в вольтах Mg|Mg2+||Zn2+|Zn, если концентрации [Mg2+]=0,1 моль/л, а [Zn2+]=0,01 моль/л.
Е0Mg|Mg2+ = -2,38 В, Е0Zn|Zn2+ = -0,76 В. Укажите реакции на электродах.
3. При каком соотношении концентраций окисленной и восстановленной форм потенциал системы Sn2+ = Sn4+ + 2ē составит 0,169 В?
4. Потенциал водородного электрода в некотором водном растворе равен -118 мВ. Вычислить концентрацию ионов H+ в этом растворе.
5. Водородный электрод погружен в раствор с pH=0. На сколько изменится потенциал электрода, если раствор нейтрализовать до pH=7:
a) увеличится на 59 мВ;
b) увеличится на 0,41 В;
c) уменьшится на 0,41 В;
d) уменьшится на 59 мВ.
Вариант 24
1. От чего зависит ЭДС ГЭ?
2. Вычислить потенциал свинцового электрода в мВ Pb|Pb2+, если [Pb2+]=10-4 моль/л, Е0Pb|Pb2+ = -0,13 В.
3. Какие вещества нельзя восстановить сульфидом калия, условия стандартные, Е0S|S2- = -0,13 В?
a) Ti3+ + H2O = TiO2+ + 2H+ + ē E0 = +0,1 В
b) 2Cr3+ + 7H2O = Cr2O72- + 14H+ + 6ē E0 = +1,36 В
c) Bi3+ + 3H2O = BiO3- + 6H+ + 2ē E0 = +1,8 В
d) Co3+ + ē = Co2+ E0 = +1,84 В
e) Zn2+ + 2ē = Zn E0 = -0,76 В
f) O2 +4ē + 4H+ = 2H2O E0 = +1,23 В
4. Вычислить потенциал системы Fe3+|Fe2+ при следующих концентрациях:[Fe3+]=0,1 моль/л, а [Fe2+]=5·10-3 моль/л.
5. Вычислить ЭДС ГЭ в мВ, состоящего из двух водородных электродов, погруженных в растворы с pH=0 и pH=4. Запишите процессы на электродах.
Вариант 25
1. ГЭ составлен из двух водородных электродов, из которых один – стандартный. В какой из перечисленных растворов следует погрузить другой электрод для получения наибольшей ЭДС:
a) 0,1M HCl
b) 0,1M CH3COOH
c) 0,1M H3PO4
2. Составить схему ГЭ, состоящего из медной пластины, погруженной в 1М раствор Cu(NO3)2, и серебряной пластины, опущенной в 1М раствор AgNO3. Вычислить ЭДС этого ГЭ.
3. Для каких реакций можно использовать фторид кобальта в качестве окислителя? Е0Co|Co2+ = -0,27 В
a) Te2- - 2ē = Te E0 = -0,92 В
b) Pb2+ - 2ē = Pb4+ E0 = +1,69 В
c) 2Cl- - 2ē = Cl2 E0 = +1,36 В
d) NO2- + H2O – 2ē = NO3- + 2H+ E0 = +0,01 В
e) Mn2+ + 2H2O -2ē = MnO2 + 4H+ E0 = +1,51 В
4. Вычислить потенциал системы Mn2+ + 4H2O = MnO4- + 8H+ + 5ē,
если pH=1.
5. На основе какой реакции может работать ГЭ
Mg + ZnSO4 = MgSO4 + Zn
MgCl + ZnSO4 = MgSO4 + ZnCl2
Составьте схему ГЭ, уравнения полуреакций катодного и анодного процессов, ионные уравнения реакций.
Вариант 26
1. Чему равен потенциал водородного электрода при pH=10:
a) -0,59 В;
b) -0,30 В;
c) 0,30 В;
d) 0,59 В.
2. Рассчитайте в мВ редоксопотенциал электрода Pt|Fe2+,Fe3+, [Fe3+] = 0,1 моль/л, [Fe2+] = 10-5моль/л, Е0Fe2+|Fe3+ = +0,77 В.
3. Какие вещества можно восстановить бромистым калием, условия стандартные и Е0Br-|Br2 = +1,06 В?
a) SO42- + 2ē + H2O = SO32- + 2OH- E0 = -0,93 В
b) Fe3+ + ē = Fe2+ E0 = +0,77 В
c) 2H+ + 2ē + O2 = H2O2 E0 = +0,68 В
d) MnO2 + 2ē + 4H+ = Mn2+ + 2H2O E0 = +1,23 В
e) PbO2 + 2ē + 4H+ = Pb2+ + 2H2O E0 = +1,45 В
4. Рассчитать редоксопотенциал электрода в мВ Pt|I-,I2 при концентрации [I2] = 0,01 моль/л, [I-] = 0,01 моль/л; Е0I-|I2 = +0,536 В.
5. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи следующих гальванических элементов:
a) Mg|Mg2+||Pb2+|Pb;
b) Pb|Pb2+||Cu2+|Cu;
c) Cu|Cu2+||Ag+|Ag, если все растворы электролитов одномолярные?
Вариант 20
1. Составьте схемы двух ГЭ, в одном из которых цинк – отрицательный электрод, в другом – положительный.
2. Вычислить электродный потенциал цинка в растворе ZnCl2, в котором концентрация ионов Zn2+ составляет 7·10-2моль/л.
3. Какие вещества можно восстановить хлоридом цинка, если Е0Zn|Zn2+ = -0,76 В:
a) Sn4+ + 2ē = Sn2+ E0 = +0,15 В
b) MnO4 + 5ē + 8H+ = Mn2+ + 8H2O E0 = +1,51 В
c) SO42- + 2ē + H2O = SO32- + 2OH- E0 = -0,93 В
d) 2H+ + 2ē = H2 E0 = 0 В
e) Br2 + 2ē = 2Br - E0 = +1,06 В
f) O2 + 4ē + 4H+ = 2H2O E0 = +1,23 В
4. При какой концентрации Pb2+ (моль/л) ЭДС ГЭ Pb|Pb2+||H+|H2,Pt будет равна нулю. Возможна ли такая концентрация? [H+]=1 моль/л.
5. Какие металлы не восстанавливают воду до водорода, если Е0H2O|H2 = -0,406 В. Назвать 3-4 элемента.
Вариант 27
1. В каких ГЭ барий играет роль анода?
a) Ba|Ba2+||Ag+|Ag
b) Ba|Ba2+||Zn2+|Zn
c) Ba|Ba2+||Li+|Li
2. Химический процесс в ГЭ выражается уравнением:
Cd + CuSO4 = CdSO4 + Cu
Концентрации растворов CuSO4 и CdSO4 равны 1 моль/л. Вычислите ЭДС ГЭ.
3. Какие вещества нельзя восстановить сульфатом железа, если
Е0Fe2+|Fe3+ = +0,77 B:
a) Sn4+ + 2ē = Sn2+ E0 = +0,15 В
b) MnO4- + 5ē + 8H+ = Mn2+ + 8H2 E0 = 1,51 В
c) 2H+ + 2ē = H2 E0 = 0
d) Zn2+ + 2ē = Zn E0 = -0,76 В
e) Co3+ + ē = Co2+ E0 = 1,81 В
f) Br2 + 2ē = 2Br E0 = 1,06 В
4. Вычислить электродный потенциал Cu|Cu2+ в мВ, если [Cu2+] = 10-2 моль/л.
5. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, рассчитайте для 298 К значения ΔG реакций:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
Вариант 28
1. Какие процессы происходят на электродах ГЭ Zn|Zn2+(C1)||Zn2+’(C2)/Zn (C1<C2)? В каком направлении перемещаются электроны во внешней цепи?
2. Анодный и катодный процессы в ГЭ выражаются следующими полуреакциями
Ca – 2ē = Ca2+
Cr3+ + 3ē = Cr.
Составить схему гальванического элемента. Вычислить ЭДС элемента, зная, что электродные потенциалы кальция и хрома равны их стандартным электродным потенциалам.
3. Какие вещества можно восстановить бромистым калием, условия стандартные и Е0Br|Br2 = +1,06 В?
a) SO42+ + 2ē + H2O = SO32- + 2OH- E0 = -0,93 В
b) H2O2 + 2ē + 2H+ = 2H2O E0 = +1,77 В
c) O2 + 4ē + 4H+ = 2H2O E0 = +1,23 В
d) MnO2 + 2ē + 4H+ = Mn2+ + 2H2O E0 = +1,23 В
e) 2H+ + 2ē + O2 = H2O2 E0 = +0,68 В
4. ЭДС элемента, состоящего из медного и свинцового электродов, погруженных в 1М растворы солей этих металлов, равна +0,47 В. Изменится ли ЭДС, если взять 0,001М растворы? Ответ обосновать.
5. Рассчитать электродные потенциалы магния в растворе его соли при концентрациях иона Mg2+ 0,1;0,01;0,001 моль/л.
Вариант 29
1. Укажите несколько схем, где бы медь играла роль катода.
2. Определить потенциал железного электрода ГЭ
Fe|Fe2+||Ca2+|Ca, если ЭДС = 5 В, Е0Ca|Ca2+ = -2,87, [Ca] = 0,1 моль/л.
3. Какие вещества нельзя окислить перекисью водорода, если Е0H2O2|O2,H2O = +0,68 В, условия стандартные?
a) 2H+ - 2ē = H2 E0 = 0 В
b) SO32- - 2ē + H2O = SO42+ + 2H+ E0 = -0,2 В
c) 2Cr3+ - 6ē + 7H2O = Cr2O72- + 14H+ E0 = +1,33 В
d) MnO2 - 3ē + 2H2O = MnO4- + 4H+ E0 = +1,69 В
e) Cr2+ - ē = Cr3+ E0 = -0,41 В
4. Вычислить ЭДС ГЭ, если образующие его электроды опущены в растворы солей с одинаковой концентрацией катиона
(-) Fe|Fe2+||Cu2+|Cu (+)
5. В каком ГЭ железо играет роль анода? Написать электродные процессы, идущие на этом элементе:
a) Cu|Cu2+||Fe2+|Fe
b) Zn|Zn2+||Fe2+|Fe
c) Fe|Fe2+||Co2+|Co
d) Fe|Fe2+||Ba2+|Ba
e) Fe|Fe2+||Na+|Na
f) Fe|Fe2+||Pt2+|Pt
Вариант 30
1. Из какого металла с большим или меньшим потенциалом по отношению к аноду электродным потенциалом – делается катод? Как вычисляется ЭДС ГЭ?
2. При каком значении pH потенциал системы
Mn2+ + 4H2O = MnO4- + 8H+ + 5ē составит 1,425, если [MnO4-]/[ Mn2+] = 1?
3. Какие металлы не восстанавливают воду до водорода, если Е0H2O|H2 = -0,406 В?
a) Al
b) Mg
c) Pb
d) Cu
e) Zn
f) Sn
4. Вычислить ЭДС ГЭ, если образующие его электроды опущены в растворы солей с одинаковой концентрацией катионов
(-) Zn|Zn2+||Pb2+|Pb (+)
5. В каком ГЭ олово играет роль катода? Какие электродные процессы идут в этом ГЭ и укажите направления движения электронов:
a) Cu|Cu2+||Sn2+|Sn
b) Sn|Sn2+|| Fe2+|Fe
c) Pb|Pb2+||Sn2+|Sn